（地图学与地理信息系统专业论文）“数字校园”与研究生管理信息系统研究.pdf

2 - 6 1 0 1 45 “数字校园”与研究生管理信息系统研究 张卫兵 摘要：“数字地球”、“数字城市”是近几年来地球空间信息科学研究的热点问 题。地球空问信息科学的技术体系中最基础的技术核心是“3 s ”技术及其集成，“3 s ” 是地理信息系统( g i s ) 、遥感系统( r s ) 和全球定位系统( g p s ) 的统称。随着世界各 国校园信息化建设的发展，“数字校园”的概念也相应出现，所谓“数字校园”是 指学校在开展教学、科研和管理及对外通讯工作全过程中运用宽带、交互性和专业 性的局域网络实现学校办学的数字化、信息化和智能化。“数字校园”是地理信息 系统、计算机科学、教育科学、管理科学、系统科学的有机融合。 本文主要以“数字校园”的理论为基础，以地理信息系统软件m a p i n f o 为系统 开发平台，把高校研究生管理信息系统作为“数字校园”的一个组成部分来研究的。 基于g i s 的研究生管理信息系统的体系结构及其实现方法，结合作者日常所做工作 进行初步探讨。系统的体系结构设计的基本思想是以图( 地图、图形、图像) 为基础， 在校园平面图上建立与研究生管理工作有关的各种信息将空间数据、属性数据管 理相结合，使系统操作更加方便、管理能力得到增强。系统的总体结构包括空间数 据库、属性数据库的建立，空间数据、属性数据的浏览、查询和统计，空间数据、 属性数据的双向查询，空间数据与属性数据的输入与输出等。系统具备普通m i s 的基本功能，与普通m i s 不同之处在于对空间数据的管理，能够进行空间查询和 基本的空间分析。系统的总体框架包括：地图工具、研究生招生管理、培养管理、 学位管理、学科建设管理、就业管理、统计与分析等部分。每一部分形成单独的模 块，各模块之间又相互协作，共同组成一个综合的研究生管理信息系统。系统地实 现在m a p i n f o 软件开发环境下结合组件式g i s 软件m a p x 或m a p b i s c a 进行开发。 本文还介绍了w e bg i s 的一般体系构架：b s 模式与c s 模式，比较分析了这 两种开发模式的优缺点之后，选用了浏览器、服务器、数据库 ( b r o w s e s e r v e r d a t a b a s e ) 三层模式的开发结构，并讨论了w e bg i s 在研究生 管理信息系统中应用。 基于g i s 的研究生管理信息系统，将地理空间信息、研究生管理资料和数据 库结合起来统一管理，给研究生管理的日常工作带来极大的方便，提高工作效率， 是研究生管理方面的一个有益探索。本文所完成的主要工作和创新点是：初步完 成了研究生教育管理资料的调查、收集、整理及录入工作，形成了一个基本的属性 数据库；完成了最基本的有关研究生管理空问资料的收集、整理；完成了与该研究 生管理内容相关的中国政区图、陕西师大校园区划图的数字化和分层提取的工作， 分别形成实用的数字化图层，为进一步深入研究基于g i s 的研究生管理奠定了基 础，积累了经验。 关键词：数字校园g i s 研究生管理信息系统 d i g i t a lc a m p u sa n dl n f o l m a r i o ns y s t e m s o fg r a d u a t es t u d e n tm a n a g e m e n t z h a n g v c e i - b i n g a b s t r a c t ：d i g i t a lc a m p u sa n dd i g i t a lc i t ya r et h eh o t s p o t si n t h er e s e a r c ho f e a r t hs p a c ei n f o r m a t i o ni nr e c e n ty e a r s 3 st e c h n i q u e ，w h i c hi st h et o t a ln a m eo f g l o b a lp o s i t i o ns y s t e m ( g p s ) ，g e o g r a p h yi n f o r m a t i o ns y s t e m ( g i s ) ，a n dr e m o t e s e n s i n g ( r s ) ，i s t h e k e yt e c h n i q u e i nt h e t e c h n o l o g ys y s t e m o fe a r t h s p a c e i n f o r m a t i o ns c i e n c e w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc a m p u si n f o r m a t i o n a li n s t r u c t i o n ，t h e c o n c e p to fd i g i t a lc a m p u sc o m e si n t ob e i n g w h a tt h e yc a l ld i g i t a lc a m p u si s t h a t c a m p u sm a k e su s eo fb r o a db a n da n dl a n i nt e a c h i n ga n dl e a r n i n g ，r e s e a r c h i n g ， m a n a g e m e n ta n d e x t e r n a lc o m m u n i c a t i o nt oh a n d l eo f f i c i a lb u s i n e s s d i g i t a l l y , i n f o r m a t i o n a ia n di n t e e c t u a l i z e d b a s e do n d i g i t a lc a m p u st h e o r y , g i s s o f t m a p i n f o a n da u t h o r sw o r k e x p e r i e n e e ，t h i sp a p e rg a v e ac o n s t r u c t i o no i li n f o r m a t i o n s y s t e m o fg r a d u a t e s t u d e n tm a n a g e m e n t b a s i ci d e ao fs y s t e m i cd e s i g ni sb a s e do nm a p ，g r a p h i c sa n d i m a g e t h e a u t h o rb u i l ta l li n f o r m a t i o nc o n c e r n e dt h ew o r ko f g r a d u a t e m a n a g e m e n to ut h ec a m p u si c h n o g r a p h y , a n dc o m b i n es p a t i a ld a t ew i t ha t t r i b u t e d a t et om a k et h em a n i p u l a t i o nm o r ec o n v e n i e n c e t h ec o l l e c t i v i t yc o n s t r u c t i o no f t h e s y s t e m c o n s i s t so ft h ed e s i g no fs p a t i a ld a t a - - b a s ea n da t t r i b u t ed a t a 。b a s e ； b r o w s i n g ，i n q u i r i n g a b o u ta n ds t a t i s t i c s p a t i a l a n da t t r i b u t e d a t a ；a l t e r n a t i n g i n q u i r i n ga b o u ts p a t i a ld a t aa n da t t r i b u t ed a t a ；i n p u ta n do u t p u to fs p a t i a l d a t a a n da t t r i b u t ed a t a t h es y s t e mh a sn o to n l yt h eb a s i cf u n c t i o no fo r d i n a r ym i s ，a l s o t h ef u n c t i o no fm a n a g e m e n to fs p a t i a ld a t a ，i n q u i r i n ga b o u tt h r o u g hs p a c ea n d b a s i cs p a t i a la n a l y s i s t h ef r a m eo ft h es y s t e mc o n s i s t so fd a t ai n p u t ，m a n a g e m e n t o fr e c r u i t i n ga n dc u l t i v a t i n gg r a d u a t es t u d e n t s ，s u b j e c tc o n s t r u c t i o n ，e m p l o y m e n t m a n a g e m e n t ，s t a t i s t i ca n da n a l y s i s e t c a f t e ri n t r o d u c i n ga n da n a l y z i n gt h eg e n e r i cs y s t e mf r a m e w o r k ：b sm o d ea n d c sm o d e ，t h i sp a p e ra l s od i s c u s s e dt h ea p p l i c a t i o no fw e b g 1 si nt h ei n f o r m a t i o n s y s t e mo fg r a d u a t em a n a g e m e n t b a s e do ng i s ，i n f o r m a t i o ns y s t e m so fg r a d u a t es t u d e n tm a n a g e m e n tw h i c h c o m b i n e ds p a t i a li n f o r m a t i o n ，d a t ao f g r a d u a t es t u d e n tm a n a g e m e n ta n dd a t a b a s e c o u l di m p r o v ew o r k e f f i c i e n c y , a l s om a k ed a i l yb u s i n e s se a s y w h a th a v e b e e nd o n e i nt h i sp a p e ra r et h a tt h ec o n s t r u c t i o no fa t t r i b u t ed a t a b a s eo nt h ed a t ao f g r a d u a t e s t u d e n tm a n a g e m e n ta n di c h n o g r a p h yl a y e rt a k e ns h a p ew h i c hh e l pt os e t t l et h e b a s ef o rt h ef u r t h e rr e s e a r c h k e yw o r d s ：d i g i t a lc a m p u s ；g i s ；i n f o r m a t i o ns y s t e m s o fg r a d u a t es t u d e n t m a n a g e m e n t v “数字校园”与研究生管理信息系统研究 第一章绪论 1 1 引言 未来的大学是开放式的大学，未来的教育是终身教育、全民教育，数字化校园 是实现开放式大学和终身教育最有力的保障；高等教育改革和发展，需要全新科学 技术的支撑，呼唤高新技术的参与，以信息技术为代表的新技术革命推动了社会的 整体进步，从而推动教育产业信息化的发展，这两种趋势的融合，导致“数字校园” 这一全新概念的提出，也导致一种全新教育模式的产生和繁衍。 1 2 研究背景 “数字校园”的历史要追溯到上个世纪，1 9 9 0 年由美国克莱蒙特大学教授凯尼 斯格林( k e n n e t hg r e e n ) 发起并主持的一项大型科研项目“信息化校园计划”f t h e c a m p u sc o m m u n i c a t i n gp r o j e c t ) ，被认为是数字化校园概念的最早出现。在实践 的过程中，数字校园的理念得到了逐步完善和扩充。从广义上讲，数字校园是以网 络为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境( 包括设备、教室等) 、资源( 如 图书、讲义、课件、信息等) 、到活动( 包括教、学、管理、服务、办公等) 的全部数 字化，在传统校园的基础上构建一个数字空间以拓展现实校园的时间和空间维度， 从而提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能，最终实现教育过程的全面信息化， 达到提高教学质量、科研和管理水平的目的。随着信息可视化( i n f o r m a t i o n v i s u a l i z a t i o n ) 技术和g i s 技术的发展及广泛应用，出现了另一种数字校园的理念， 即在现实校园的基础上构建可视化的虚拟校园。这是一种基于地球地理坐标系建立 的关于校园的空间信息模型，通过信息网络将现实校园的各种信息收集、整理、归 纳、存储、分析和优化，进而对校园的各种资源、生态环境、社会环境、教学环境 等方面的实体和现象进行模拟、仿真、表现、分析和深入认识。 以网络为基础的数字校园模式概括为五个同心圆，分别为网络基础、网络基本 服务、应用支撑、信息服务、个性化门户，其中“网络基础层”为数字校园的建设 提供了基础设施，如果没有相应的网络基础设施，数字不能流动，也就不可能形成 数字空间；“网络基本服务层”为数字流动提供了软基础，包括域名服务、身份认 证、目录服务、网络安全、以及公共服务( 如电子邮件、文件传输、w e b 发布) 等； “应用支撑层”主要处理业务逻辑，即将各类数据按照业务的逻辑规范管理、组织 起来，包括办公自动化系统、数字图书馆、管理信息系统和网络教学系统等，它们 组成了数字校园的核心支持系统：“信息服务层”主要处理用户逻辑，将规范化的 数据按照用户的需要提取出来提供给用户，为用户提供服务，如后勤服务、信息查 询、决策支持、电子商务等：“个性化门户”是数字校园的总入口，各类用户通过 门户进入数字校园，可以获得与其身份相对应的信息与服务。未来的大学模式将突 破校园围墙的限制，成为一个可以覆盖网络可达范围的无疆域的大学。 校园网作为数字校园的基础设施，关键节点已经全线开通，主干网为千兆光纤， 并提供了包括电子邮件、文件传输、w e b 发布等基本的网络服务。综合信息查询系 统、办公自动化系统等已在校园网上运行，为数字校园的建设提供了保障。基于 g i s 的数字校园，即校园地理信息系统是由一张电予地图和若于图层组成，用户可 以在i n t e r n e t 上浏览校园的全景和局部，像在校园中散步一样漫游，还可以根据校 园的一个行政建筑查询到所有坐落在该建筑中的院系和研究机构，读取各个院系的 电话，随时链接到各个院系的主页：也可以在数字化校园中享受生活，了解到最近 的商店和银行，食堂的供应时间和最新的食谱；最后，作为一个数字化了的校园， 查找宿舍和上课教室将不再是难事。 1 3 数字校园的研究意义 以多媒体计算机技术和网络通信技术为主要目标的信息技术，作为现代科技革 命的基础和核心，已经渗透到各个领域，正在改变着我们的工作、学习和生活方式， 乃至思维方式，对当今社会产生着重大影响。知识经济的时代伴随着科学技术迅速 发展的步伐来临了，在新的经济模式下，经济的竞争将是一场人才的竞争，培养高 素质的具有创新能力的人才是当今高等教育改革的主题。高校研究生教育水平的高 低不仅影响着学校教学、科研水平，而且关系到学校培养高层次专门人才的质量和 数量。为了迎接信息时代的挑战，就必须有先进的研究生教育管理模式，与此同时， 高等院校的研究生招生规模逐年扩大，学校在扩大办学规模的同时，很少加强对研 究生教育管理工作的投入，因此在实际工作中往往遇到这样两难的问题：一方面研 究生招生规模不断扩大，研究生教育管理工作量急剧加大，而另方面由于机构改 革，精简编制，研究生教育教育管理人员数量增加有限；这就要求在不能过分增加 管理人员的工作负担的同时，充分发挥现代科技所提供的先进管理工具，利用校园 网络资源，加快高校数字校园建设，提高工作效率。 1 4 本文的研究内容 作者毕业以后一直从事研究生教育管理工作，经过多年的实践和研究，作者发 现现在的研究生教育管理依然停留在手工管理的阶段，管理手段相对落后，特别是 在研究生招生管理、培养管理、学位与学科点建设、有发展前途的专业的优先资金 投入等一系列工作中，信息收集环节多而统计利用的效率低；同时，研究生管理人 员查找某个学科点在全国的发展情况、学科带头人基本情况等信息都十分不便。随 2 着互连网的迅速发展，全国各大专院校基本都建立起了校园网，基于此，作者认为 可以利用现有的网络资源，利用网络、网络数据库及m a p l n f o 等软件，解决当前研 究生教育管理中存在的些问题，以实现在节省人力、物力、财力等资源的前提下， 提升研究生教育管理水平，使我校的研究生教育管理工作初步实现信息化的目的。 本论文的主要工作就是要利用现有的网络资源和已经成熟了的地理信息系统 软件，为研究生教育管理工作提供一些辅助功能，具体完成以下基本工作： 1 ) 研究生招生管理：实现研究生招生报名、初试、复试、录取的科学化、网 络化； 2 ) 研究生培养管理：学籍数据信息化、研究生教材建设信息化、培养质量目 标体系评价数据采集信息化、课程建设信息化、中期考核筛选网络化、论文开题评 议网络化，教室管理和院系查询等； 3 ) 研究生学位授予管理：评审学位论文的专家数据的信息化、申请学位人员 基本数据信息化等； 4 ) 毕业研究生就业管理：用人单位基本信息网络化、毕业研究生去向网络化、 毕业研究生对所学专业意见与建议的信息化等； 5 ) 学位点与学科建设管理：与本单位的学科发展相关的学科专业及该相关学 科专业的学术带头人数据信息化、拟建设或优先发展的重点学科数据网络化等：重 点学科建设经费管理网络化、重点学科预期成果的信息化等； 第二章信息系统概述 2 1 管理信息系统的定义 管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) 简称m i s ，是1 9 6 1 年在 美国由j d g a l l a g h e r 首先提出并确定其为以计算机为主体、信息处理为中心的综 合性系统。由于管理信息系统是一门正在发展的新兴的边缘学科，因此，关于管理 信息系统的定义也同样在逐渐成熟和发展。目前国内外对此的定义不尽一致，根据 i s o 的定义和现代应用技术的发展，人们普遍认为：m i s 系统是由计算机技术、网 络通讯技术、信息处理技术、管理科学和人组成的一个综合系统，它能提供信息， 以支持一个组织机构的运行、管理和决策功能。m i s 系统不仅有系统一般的特征， 而且具有其特定的特征；一般系统特征： 1 ) 集合性，管理信息系统是由人、计算机和管理相关的各种信息等元素组成 的统一整体； 2 ) 相关性，管理信息系统各元素之间相互作用、相互依存，任何一个元素发 生变化会导致系统其他元素发生变化； 3 ) 目的性，管理信息系统有明确的的系统功能和相关任务； 4 ) 适应性，管理信息系统是一个开放系统，并具有可修改性和可调性； 5 ) 整体性，整体思想、系统的思想，包括整体优化观点、整体协调观点、综 合技术观点，整体性的核心是追求协调的整体功能和整体效益最优。管理信息系统 是在处理上发展起来的，其特征是面向管理的一个集成系统，它覆盖了整个管理 系统，对管理信息进行收集、传递、存储与处理，是多用户共享的系统，直接为基 层和各级管理部门服务。 管理信息系统最大特点是： 1 ) 高度集中统一，将企业各处数据和信息集中起来，进行快速处理，统一使 用； 2 ) 有预测和控制能力，管理信息系统用到数学模型，如运筹学模型，数理统 计模型，来分析数据和信息，以预测未来，提供决策支持： 3 ) 有一个中心数据库及网络系统，这是管理信息系统的重要标志。 m i s 的主要功能如下： 1 ) 数据处理，即数据的收集、输入、传输、存储、加工处理和输出； 2 ) 预测功能，运用数学、统计或模拟等方法，根据过去的数据预测未来的情 况； 3 ) 计划功能，合理安排各职能部门的的计划，并按照不同的管理层提供相应 的计划报告； 4 ) 控制功能，对计划的执行情况进行监测、检查，比较执行与计划的差异， 并分析其原因，辅助管理人员及时用各种方法加以控制； 5 ) 辅助决策功能，运用数学模型，及时推导出有关问题的最优解，辅助各级 管理人员进行决策。总之，系统的观点、数学的方法和计算机的应用是管理信息系 统的三要素。 2 2 地理信息系统概述 随着信息产业日益受到人们的重视，进入信息时代的地学科学对地学信息的采 集、管理、分析提出了更高的要求。地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n s y s t e m ，简记为g i s ) 是以地理空间数据库为基础，在计算机硬、软件环境的支持 下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，实时地提供空间 和动态的地理信息，为决策服务的一种信息系统。同时，地理信息系统也是一门综 合了计算机科学、地理信息学、测绘学等学科内容的正在发展的新兴学科，其主要 功能是把各种地理信息和环境参数按空间分布或地理坐标，与计算机兼容的格式输 入、存储、检索、显示和综合分析应用。由于其独特的处理地理空间数据的功能， g i s 技术己被广泛应用于环境资源管理与评价、城市和区域规划、土地管理、公共 事业管理、灾害分析预测等诸多领域。在现代化城市建设中，已开始广泛应用g i s 技术处理地理空间数据及其有关各种城市信息的管理模式，这种高新技术的应用对 现代化城市的总体规划，合理布局，综合平衡，协调发展和科学决策正在起着重要 的作用。高等院校作为积极推广、使用高新技术的集中地，理应要求学校管理者掌 握的信息现势性强，内容丰富准确，而且能进行快速查寻和综合分析，以使为学院 的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠的依据。 g i s 技术对学校的各种信息进行数字化存储和管理，再依赖校园网建设为学校 科学管理和数字校园建设奠定基础。校园信息是空间位置信息与属性信息的有机结 合，一个完善的校园数据库应以这两类信息源为基础，建立空间数据库和属性数据 库，并建立这两种数据库的有机联系，实现它们的存储、管理、分析决策、查询以 及图件和报表资料的制作等功能。地理信息系统的应用为这一领域提供了强有力的 支持。基于g i s 的校园管理信息系统以电子地图的形式为平台，将学校的各种信息 直观、形象地展现在人们的面前，可以为用户提供各种校园信息的双向查询、检索 和必要的空间分析、统计操作以及按不同用户要求输出地图、平面图、专题图或统 计表、分析图、文字说明等。研究生教育管理作为承担学校最高层次人才培养的职 能部门，可以作为基于g i s 技术的校园管理信息系统的子系统，本文就是将研究生 教育管理作为“数字校园”的一个重要的组成部分来研究的。 2 3g i s 应用软件的选择 2 3 1g i s 系统主要有以下部分组成 1 ) 硬件环境 硬件环境主要有数据采集系统、计算机系统和输出系统三大部分组成； 2 ) 软件环境 操作系统选用w i n d o w s 9 8 w i n d 0 w s 2 0 0 0 ，g i s 软件选用了m a p i n f 0 7 5 为系统开 发平台，采用二次开发语言m a p b a s i c 和组件式地理信息系统开发工具m a p x 作为与 m a p i n f o 配套的用户开发工具。 选择m a p i n f o 作为g i s 的开发平台，是基于以下几点考虑：第一、m a p i n f o 软 件为桌面地图信息系统，适合做中小型信息系统且易于为非专业人士使用；第二、 “a p i n f o 桌面地图信息系统不仅能提供数据的地图显示能力，还能实现电子地图与 数据库的自动连接和双向查询；第三、m a p i n f o 地理信息平台作为一个图形和文字 信息完善结合的软件工具，能将所需要的信息形象、直观地与地理图形紧密的连接 起来，能提供大量常用的分析、查询功能，能将结果以图形或表格的方式显示出来。 此外，m a p i n f o 系统软件还提供了m a p b a s i c 作为与m a p i n f o 配套的用户开发工具， 作为一种结构化语言，m a p b a s i c 提供了数百种函数和命令语句，具有强大的功能， 可以满足校园管理信息系统的需要。此外m a p b a s i c 还具有良好的软件集成环境和 面向对象及时间驱动的编程思想。 2 4 确定系统研究目标应考虑的因素 系统目标是概括全局，决定全面的东西，只有在充分掌握了各种有关的信息， 并进行综合分析比较后，才能正确地确定系统的目标。对校园管理信息系统而言， 无论从信息存贮量还是从功能上划分都包含着广大的范围。从数据存储量看，其范 围可以大到一个信息化、数字校园的网络综合信息系统，小到服务于某个专业部门 ( 如教学资源管理、校园管线管理) 的信息系统。从功能上看，也有一个延伸到两 个极端的连续范围，即从完全不具备辅助决策功能到非常强调辅助决策功能之间的 范围。因此在确定系统目标时，要综合考虑用户需求、经费、系统建设时间的要求， 技术条件以及数据情况等因素。通常还遵循如下这样一些原则： 1 ) 针对性 以提高信息管理的效率，提高信息质量，为决策者提供及时、准确、有效的信 息，向社会提供所需信息为出发点，对具体的专业应用要有具体的设计目标。 2 ) 阶段性 系统建设要自上向下，从总体到局部地对系统进行全面规划和整体设计，然后 再自下向上，由分到总地分期实施。应该做到既有总体结构的描述，又有子系统的 划分。 3 ) 实用性 根据我国现行地理信息系统发展状况，大多数单位或城市、地区，都难以在短 期内建成一个完善的系统，为充分发挥系统的经济效益和社会效益，应注重实用性。 初期建设重点在数据建库、处理与查询等工作上。要考虑诸如算法设计、软件开发、 模型建立等方面的方法和手段，而且还要考虑大量数据的存贮、维护与更新的方法。 系统的生命周期应该包括系统的运行与维护阶段，应是一个相当长的时期，而不是 仅到系统建成之日为止的相对短的时期。实用性要充分体现在建立一个与教学行政 管理体系相适应的系统，因为校园管理信息系统的最终目标是为学校的教学管理服 务，它的成功运行与行政管理体制有密切的关系。 4 ) 预见性 要充分考虑当今g i s 技术的快速发展。在系统功能设置时应留有发展余地和良 好的接口。系统的功能、数据更新、系统的应用领域以及硬软件均应可扩展，尽量 建成个可扩展的系统。 5 ) 先进性 要考虑计算机及外设、基础软件的新版本，新的操作系统等先进设备、先进技 术的应用。 2 5 校园空间数据库的建立 2 5 1 数据库数据类型 校园的一般信息数据主要可以由图形数据、图像数据、统计表数据和文字数据 几部分组成。 图形信息：以地形图、建筑平面图或局部平面图的形式表达校园地形、地物和 建筑物的空间分布情况，是信息系统的基础表现形式。 图像信息：航测相片、校园建筑物相片和教室、实验室和办公室等的相片。统 计表信息：以表格或图形的形式表达数据的统计信息，如仪器室设备情况、教室的 座位数、教室使用类型、教室面积等统计信息。 文字信息：以描述性文字介绍学校及各系、部的情况，同时也表达了设计意向、 思想等相关的说明信息。 2 5 2 数据的采集 空间数据的采集可以利用已有的1 ：5 0 0 大比例尺校园地形图，经屏幕编辑或 屏幕矢量化后，建立数据图形文件。也可以利用全站仪和电子手簿或笔记本电脑直 接进行数字测图建立图形数据库。属性数据的获取一般是通过对学校各级教学、管 理部门调研取得的属性数据迸行输入。一般来说，属性数据的录入量较大。具备校 园网络条件的院校，可以预先制订统一的数据格式，采取“哪里产生数据，哪里录 入数据”的方式建立属性数据库。采用数码相机拍摄校园建筑物和所需要的实验室、 教室以及教学设备等影像资料转成图像文件后与各相应地物实体建立一一对应关 系实时显示。 2 5 3 数据管理 对地形图进行分层管理，是计算机对图形管理的主要内容。也是满足多用户不 同需求的有效手段。各用户可以根据自己的需要，将不同内容的图层进行组合和叠 加，即可形成所需的图件。对地形图内容的分层应根据地物要素的数据类型和专题 内容，按类分层，同时要适合学校大多数用户的需求以及图形编辑和图形输出的条 件进行分层。 一般来说，对校园图形数据录入时可以参考采用以下独立分层的方式进行： 1 ) 研究生招生管理层：包括全国研究生招生报名点、主要生源地等； 2 ) 研究生培养管理层：包括院系所在地、教学楼、图书馆等； 3 ) 研究生学位授予管理层：包括相关学科专家所在地等； 4 ) 毕业研究生就业管理层：包括用人单位基本信息、毕业研究生就业单位所 在地、历年毕业研究生单位所在地等： 5 ) 学位点与学科建设管理：包括与本单位学科发展相关的学科专业及该相关 学科专业的学术带头人所在地等； 2 5 4 数据库结构设计 数据库是有组织的数据集合。在m a p i n f o 中，数据库是按表组织的，表可以分 为数据表和栅格表两大类。数据表是由行和列组成，每一行包含一特定的地理特征、 事件等信息，每一列包含有关表中数据项的特定类型的信息。用数据库术语来说， 就是每一行是一条记录，每一列是一个字段。栅格表与数据表有所不同，它没有记 录、字段和索引等表结构，它只是一种能在地图窗口显示的图像。一般来说校园管 理信息系统主要采用的是数据表，数据库结构设计实质上也就是表的结构设计。确 定表结构设计内容的主要依据要建立在充分广泛地用户需求调查的基础之上。所设 计内容的合理与否不仅与数据处理工作量的大小有关，还直接影响到整个系统的查 询功能和分析功能的体现。根据数字化后图层分层的情况，设计不同结构的表来组 成数据库。例如：若从教学管理需求的角度考虑，教学楼层的数据表的结构可以设 计为表2 - 1 。 表2 - 1教学楼层数据结构表 负责教学设座位 项目编号名称电话面积朝向 人备数 f 类型 sc 1 0c 1 1sc 6 0smc 1 2 2 6 开发用户界面 虽然m a p i n f o 系统对各种地图信息及数据提供了强大的处理功能，并且能够很 好地与其他数据库进行连接，但m a p i n f o 毕竟是面向专业人员的一个人一机交互式 系统。要很好地使用它，必须具有一定的计算机水平和一定的地理信息系统知识， 这对于一般高校普通用户来说就显得过于苛刻。因此需要在m a p i n f o 平台上，利用 它的系统二次开发语言m a p b a s i c 来设计一个符合学校教学管理工作特点和要求的 纯用户化的用户界面。同时，这一界面应能将各种类型、不同级别的数据有机地联 系起来，建立数据在电子地图上进行图形点击的查询机制和属性结构上的层次关 系，实现各种校园信息的多途径快速访问和数据的高效双向查询与检索功能。用户 界面的开发以设计专用菜单条、菜单、菜单项、对话框和操作简便的按钮盒为主要 内容。不仅要能够方便体现功能设计的实现和以图形操作为主的原则，还要使用户 仅根据界面内容或简单的联机提示、帮助就可以基本上独立地进行系统操作和数据 录入、更新等操作。在设计用户界面时，保留m a p i n f o 提供的主工具条功能，可以 向用户提供选择对象、缩放或漫游视图、属性信息查询、图形分层查询等功能，使 用户感受到m a p i n f o 对地图的可操作性和地图操作的便捷性，还可以在主工具条中 增加按钮，实现图上实体与其影像文件的动态连接，增强输出显示效果。 数字化校园管理信息系统是数字化城市的基础之一。通过数字化校园管理信息 系统的建立，可以有效地提高学校管理的现代化水平，提高基层管理工作效率和准 确性，实现办公自动化的科学管理，有利于多种数据的统一和共享，可以为学校领 导和各级基层管理部门及时、准确、详细、可靠地掌握有关校园内各种教学、行政 和管理的地理空间资源信息和数据提供有力的技术保障。在研究生教育管理中应用 g i s 软件，是适应当前信息社会中高校教学管理计算机化的需要，也是建设“数字 校园”的工作之一，在这方面本文所研究的内容还有很多地方需要随着校园网络建 设的发展进一步的深入和完善。 第三章研究过程 3 1 系统的体系结构 研究生教育管理中应用g i s 软件作为系统开发平台，采用c s 模式进行开发， 能极大的提高研究生教育管理的工作效率。 系统设计的基本思想是以研究生教育管理信息流的方向组织数据，进行研究生 教育管理信息系统中属性数据与图形数据的双向查询。在1 ：5 0 0 校园平面图上和 其他一些与研究生教育管理相关的专题图上将空间数据、属性数据管理相结合，使 系统操作更加方便、管理能力增强。系统的总体结构包括空间数据库、属性数据库 的建立，空间数据、属性数据的浏览、查询和统计，空间数据、属性数据的双向查 询，空间数据与属性数据的输入与输出等。系统具备普通m i s 的基本功能，与普 通m i s 不同之处在于对空间数据的管理，能够进行空间查询和基本的空间分析。 系统的总体框架如图3 - 1 所示。 主菜单 文件 地图工具 系统数据 研究生招生 培养管理 学位管理 学科建设 就业管理 统计与分析 窗口设置 系统帮助 图3 - 1研究生管理信息系统总体框架图 研究生教育从研究生的招生开始，主要经历录取、课程学习、科研、学位评定、 毕业等过程，在研究生教育的全过程中，许多信息是共享的，如学生姓名等基本信 息，有些则是后续过程的实现条件，如课程学习成绩是有资格被授予学位的前提条 件等。图l 显示了研究生教育管理从招生到就业过程中信息的共享及流向。在图3 2 中，我们将研究生教育的职能部门分为五个部分，分别为招生管理、培养管理、学 位管理、学科建设、就业管理，由于各个培养单位的情况不同，可能具体的职能部 门的划分有所不同，但上述所概括的五个部门，基本上含盖了研究生从录取到就业 的整个管理过程。 图3 2 研究生管理信息系统子系统框图 注：ll 表示职能部门； 卜 表示信息产生关系，如招生部门可以产生录取研究生信息； 一表示信息利用关系，如学科部门产生的学科点信息被其他各部门利 用，学科部门负责学校学科点的建设，研究生教育管理各子系统之间相互独立又相 互关联。 3 2 研究生管理信息系统的设计与实现 本系统是以陕西师范大学为例，g i s 软件选用了m a p i n f 0 7 5 为系统开发平台， o 采用二次开发语言m a p b a s i c 和m a p x 作为与m a p i n f o 配套的用户开发工具，通过模 块化程序设计思想，根据研究生教育管理的一般流程和各个环节所实现的功能不 同，将研究生教育管理划分为六大功能模块：招生子系统，培养管理子系统，学位 管理子系统，学科建设子系统，就业管理子系统及统计与分析子系统。 在实现研究生管理信息系统的全部功能中，本论文主要介绍比较有代表性的功 能模块，如培养管理子系统中的院系查询、教室查询功能：招生子系统中着重实现 各报名点查询、统计功能。在这些功能模块的实现过程中，没有使用m i s 系统中以 数字或文字为关键字的查询方式，而是以空间位置为索引，实现在g i s 系统中的查 询、统计与空间分析等功能。这种查询、统计或空间分析，能给用户提供一种清晰、 直观的感觉，也同时有利于数据共享。在g i s 系统中，也可以实现“四维”管理， 即在m i s 系统中，如果把其理解为平面上的“二维”管理方式，而g i s 系统可以理 解为在m i s 系统中加入了空间和时间管理方式，所以说g i s 系统可以为用户提供“四 维”查询或管理。 按照地理信息系统的要求，建立空间数据库和属性数据库；并运用g i s 二次开 发控件和v i s u a lb a s i c 语言设计建立一个实用的研究生管理信息系统( 基本框架) ， 相关工作如下： 1 ) 将g i s 引入到研究生管理工作之中，解决其中可能遇到的数据的合理转换、 数据共享等问题。 2 ) 根据实际情况选择具有可行性的研究问题； 3 ) 收集相关资料( 包括研究的数据资料、管理概况等资料) ； 4 ) 利用g i s 技术，建立研究生教育管理信息系统( 基本框架) 。 3 3 本系统所采用的g i s 技术简介 3 3 1g i s 定义 通常还可以从以下4 种不同的途径来定义g i s ： 1 ) 面向功能的定义。g i s 是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据 的系统。 2 ) 面向应用的定义。这种方式根据g i s 应用的领域的不同，将g i s 分为各类 应用系统，例如土地信息系统、城市信息系统、物业管理信息系统等。 3 ) 工具箱定义方式。g i s 是一组用来采集、存储、查询、变换、和显示空间 数据的工具的集合。这种定义强调g i s 提供的用于处理地理数据的工具。 4 ) 基于数据库的定义。g i s 是这样一类数据库系统，它的数据有空间次序， 并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询。 可见g i s 是一门多学科综合的边缘学科，其核心是计算机科学，基本技术是数据库、 地图可视化及空间分析；因此，可以这样定义：g i s 是处理地理数据的输入、输出、 管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。 3 3 2g i s 数据的组织和管理 1 ) 空间数据( s p a t i a ld a t a ) 空间数据反映事物的空间位置信息 长期以来，地图就一直是描述地球表面事物的有用工具，也是存储空间信息的 载体。但是这种以纸为媒介的地图是按“专题”来组织地理信息的，道路、房屋、 地下管线、自然地形等，在地图上用不同颜色的符号、线条、色块，不同类型的线 宽、线型以及注记符等各种制图要素来表示。当一张地图上表达的内容太多时，还 要分成几张。因此，地图既是存储信息的载体，又是表达信息的形式。如果把地图 计算机化，那么存储信息和表达信息的双重功能就被分离，前者以数据方式存储起 来，后者用图形、图像、文字报告方式显示。这样，分析工作不是直接对地图进行， 而是先对数据作处理然后把结果显示出来。为了对数据分门别类地做查询、分析， 就必须在输入计算机之前就对不同专题的信息在逻辑上区别开来。目前，常用的方 法是用“层”的概念来分别存储不同专题的空间信息。每一层存放一种专题或一类 信息，并有一组对应的文件。 数据分层的考虑因素：数据具有同样的特性( 具有相同的属性信息) ；该 层数据会有同样的使用目的和方式；不同部门的数据通常应该放在不同的层，这 样便于维护；不同级别安全处理的数据也应该单独存储；使用不同数据源更新 的数据也应分层进行存储，便于更新。研究生管理信息系统的数据分层就是根据研 究生管理过程实现的不同职能来进行分层的。 2 ) 空间数据的特征 空间特征，每个空间对象都具有空间坐标，即空间对象隐含了空间分布特征： 空间关系特征，空间数据中记录的拓扑信息表达了多种空间关系，这种拓扑 数据结构一方面方便了空间数据查询和空间分析，另一方面也给空间数据的维护增 加了复杂性。 分类编码特征，一般来说，每一个空间对象都有一个分类编码，而这种编码 往往属于国家标准或行业标准。 海量数据特征，空间数据量是巨大的，它的数据量比一般的通用数据库要大 得多。 3 ) 空间数据模型 对空间数据进行存储时，通常采用两类基本模型栅格空间数据模型和矢量 空间数据模型。 栅格( r a s t e r ) 空间数据模型运用栅格模型，地图被划分成规则的网格，因 此栅格模型也可称为网格( t e s s e l l a t i o n ) 模型，网格的基本单元( 像素) 通常是固定 大小的正方形，空间事物就按其在网格中的行列位置和取值来表示，基本单元的大 小代表了栅格模型地图( 空间) 数据库的分辨率。一般地图用点、线、面来表达空 间事物，在栅格模型的数字化地图中，点在网格中占据一个单元，线由一系列单元 联结成锯齿状折线，面的边界也是锯齿状的。因此事物的空间位置就用其在网格中 的行号和列号来表示，事物的属性则用相应单元的取值来表示，这样输入、输出、 存储、处理都比较方便。栅格空间数据模型非常适合于在空间上连续改变的对象， 如高程等。 矢量( v e c t o r ) 空间数据模型 i 、简单矢量数据表示法：地图矢量数据表示法的最基本要素是坐标点，最常 用的是二维笛卡儿平面直角坐标系。个点由一对坐标( x ，y ) 表示，没有形状也 没有大小。简单的线用一串有次序的坐标表示，对精度要求高的曲线可用多条很短 的直线来拟合，也可用圆弧或更复杂的数学函数与直线混合起来表示。面是由线条 组成的封闭的不规则多边形。矢量空间数据模型适合于描述边界比较清楚或者边界 易于定义的对象，如国界、岛屿、道路、河流等。矢量坐标点的分辨率比栅格模型 中的最小基本单元的分辨率要高得多。 i i 、拓扑型的数据结构：它是矢量空间数据模型中的一种。在目前的g i s 领域 中，拓扑结构是得到广泛应用的空间数据结构，它借助了数学中拓扑